專利名稱：一種耐蝕碳素結構鋼的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于碳素鋼的生產工藝這一技術領域，特別適用于一種非合金化方法生產耐蝕碳素結構鋼的生產工藝這一技術領域。
背景技術：
工程結構鋼大量用于鐵路、車輛、船舶、橋梁、建筑、管道，海洋工程等。
為滿足對耐蝕性有強烈要求的工程結構需要，美國在上個世紀三十年代首先開發(fā)出了耐大氣腐蝕用鋼(俗稱耐候鋼，也叫Cor-ten鋼，含Cu、P、Cr等)，五十年代開發(fā)出了耐飛濺區(qū)海水腐蝕用鋼(命名為瑪麗娜鋼Mariner鋼，含Ni、Cu、P等)；日本在六十年代引入美國技術相繼開發(fā)出一系列耐不同區(qū)帶海水腐蝕用鋼，除上述元素外，還分別加有Mo、Al、Cr等；所有上述耐腐蝕鋼均是添加耐蝕合金元素，即通過合金化方法生產出合金耐蝕鋼，其缺點在于價格較高，韌性及焊接性能較差。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種非合金化方法耐蝕碳素結構鋼的生產工藝。
本發(fā)明解決技術問題的技術方案為一種耐蝕碳素結構鋼的生產工藝，包括冶煉工序、LF精煉爐工序、板坯連鑄工序，在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲中鈰的重量濃度為45％-100％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.0-3.5；鋼中Re總重量濃度為0.008％-0.07％。
在LF精煉爐工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.03％-0.21％；Si0.003％-0.35％；Mn0.80％-1.20％；P0.010％-0.035％；3.5≥Re/S≥2.0；[O]固溶為30～80ppm；其余為Fe和雜質元素。
工程結構鋼的腐蝕破壞主要由坑孔腐蝕造成，孔蝕有誘發(fā)和擴展兩個階段，表明鋼材耐孔蝕性能有兩個重要測量參數(shù)孔蝕誘發(fā)敏感性；孔蝕擴展速度(深度)。
鋼材的孔蝕誘發(fā)敏感性小，則在實際使用條件下(一般有涂層)，鋼板出現(xiàn)銹點腐蝕的時間晚，涂層破壞慢，延長了鋼板的使用壽命；孔蝕擴展速度慢，則一旦出現(xiàn)腐蝕坑(孔)后，其發(fā)展速度慢，也延長了鋼板的使用壽命。
申請人認為鋼中夾雜物對耐蝕性有重要影響，鋼中夾雜物是最主要的點蝕誘發(fā)源；在蝕孔擴展過程中，夾雜物的快速腐蝕溶解可促進孔蝕的擴展。同一鋼中所有夾雜物中，以硫化物夾雜的危害最大。
目前使用的結構鋼主要是鎮(zhèn)靜鋼，其鋼中硫化物夾雜為II類硫化物，呈條片狀，群集分布，誘發(fā)點蝕敏感性強，對蝕孔擴展促進作用大。
當加入稀土元素后，將鋼中硫化物夾雜進行變性處理，形成稀土硫化物，由條片狀變?yōu)榍驙睿潼c蝕誘發(fā)敏感性下降；對蝕孔的擴展促進作用減小，從而使鋼材的耐蝕性提高。
本發(fā)明生產出的耐蝕碳素結構鋼的顯微組織是鐵素體+珠光體。本發(fā)明所生產出耐蝕碳素結構鋼的力學性能指標為σs(σp0.2)≥235MPa；520MPa≥σb≥400MPaδ5≥22％。
本發(fā)明只需按上述成分范圍，在通用煉鋼設備冶煉即可實現(xiàn)。并能在通用軋鋼生產設備上，用普通軋制工藝、在熱軋-空冷的條件下生產出耐蝕碳素結構鋼。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，采用非合金方法生產的耐蝕碳素結構鋼，在通用煉鋼設備冶煉即可實現(xiàn)。并能在通用軋鋼生產設備上，用普通軋制工藝、在熱軋-空冷的條件下生產出耐蝕碳素結構鋼，具有成本低，韌性及焊接性能好的特點。同時還有良好的耐蝕性能，耐蝕鋼的蝕坑擴展速度平均水平比同級別的非耐蝕鋼減低15％。
具體實施例方式非限定實施例本實施例中生產條件為采用普通氧氣頂?shù)讖痛缔D爐冶煉、LF精煉爐、板坯連鑄，在半連續(xù)軋機上用普通工藝軋制、軋后空冷，熱軋帶鋼厚度規(guī)格為7～24mm。
強度MPa；延伸率％；0℃沖擊功J按照GB712標準進行檢測。
耐蝕性按照GB6384、GB5776標準進行檢測。
點蝕電位反映了鋼在海水中的點蝕誘發(fā)敏感性，點蝕電位越高，其點蝕誘發(fā)敏感性越低，而閉塞陽極電流反映了鋼在海水中形成蝕坑后其蝕孔的擴展速度，閉塞陽極電流密度越高，其蝕孔擴展速度越大；總之，點蝕電位越高(越正)，閉塞陽極電流密度越小，則鋼在海水中的耐蝕性越好。
點蝕誘發(fā)敏感性(以點蝕電位表示)-440～-470mV(相對于SCE飽和甘汞電極)，注普通鎮(zhèn)靜法生產的碳素結構鋼點蝕電位為-480～-510mV；裸鋼海水飛濺區(qū)耐孔蝕性能比普通鋼提高36％。
實施例1在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰的重量濃度為45％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.2；鋼中Re總重量濃度為0.011％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.12％；Si0.25％；Mn0.94％；P0.020％；Re/S＝2.2；[O]固溶為50ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例2在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰的重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.7；鋼中Re總重量濃度為0.016％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.13％；Si0.27％；Mn0.99％P0.018％； Re/S＝2.7；[O]固溶為45ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例3在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.3；鋼中Re總重量濃度為0.009％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.13％；Si0.24％；Mn0.97％；P0.019％；Re/S＝2.3；[O]固溶為50ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例4在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)3.0；鋼中Re總重量濃度為0.006％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.11％；Si0.21％；Mn0.95％；P0.019％；Re/S＝3.0；[O]固溶為55ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例5在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為45％；鋼中Re/S(稀土/硫)3.5；鋼中Re總重量濃度為0.014％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C 0.11％；Si 0.22％；Mn 0.96％；P0.016％；Re/S＝3.5；[O]固溶為4ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例6在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為46％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.3；鋼中Re總重量濃度為0.009％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.11％；Si0.16％；Mn0.92％；P0.025％；Re/S＝2.3；[O]固溶為45ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例7在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.8；鋼中Re總重量濃度為0.011％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.11％；Si0.15％；Mn0.99％；P0.023％；Re/S＝2.8；[O]固溶為35ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例8在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為49％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.3；鋼中Re總重量濃度為0.016％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.12％；Si0.20％；Mn0.94％；P0.020％；Re/S＝2.3；[O]固溶為55ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例9在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為46％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.5；鋼中Re總重量濃度為0.010％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.12％；Si0.18％；Mn0.96％；P0.018％；Re/S＝2.5；[O]固溶為50ppm；其余為Fe和雜質元素。
實施例1-9的重量化學成分(％)如表1所示表1


*Ceq＝C+1/6Mn實施例1-9的力學性能如表2所示表2

實施例1-9的耐蝕性能如表3所示表3


普通B級板由馬鋼公司生產，其規(guī)格為δ6-30mm，牌號為C-B。
權利要求
1.一種耐蝕碳素結構鋼的生產工藝，包括冶煉工序、LF精煉爐工序、板坯連鑄工序，其特征在于在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲中鈰的重量濃度為45％-100％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.0-3.5；鋼中Re總重量濃度為0.008％-0.07％。
2.根據權利要求1所述的一種耐蝕碳素結構鋼的生產工藝，其特征在于在LF精煉爐工序中，使鋼水中的重量化學成分控制為C0.03％-0.21％；Si0.003％-0.35％；Mn0.80％-1.20％；P0.010％-0.035％；3.5≥Re/S≥2.0；[O]固溶為30～80ppm；其余為Fe和雜質元素。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐蝕碳素結構鋼的生產工藝，包括冶煉工序、LF精煉爐工序、板坯連鑄工序，在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲中鈰的重量濃度為45％－100％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.0－3.5；鋼中Re總重量濃度為0.008％－0.07％。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，采用非合金方法生產的耐蝕碳素結構鋼，在通用煉鋼設備冶煉即可實現(xiàn)。并能在通用軋鋼生產設備上，用普通軋制工藝、在熱軋－空冷的條件下生產出耐蝕碳素結構鋼，具有成本低，韌性及焊接性能好的特點。同時還有良好的耐蝕性能，耐蝕鋼的蝕坑擴展速度平均水平比同級別的非耐蝕鋼減低15％。
文檔編號B22D11/11GK1970806SQ200610098398
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權日2006年12月18日
發(fā)明者孫維, 陳學群, 張建平, 劉玉蘭, 陳德斌, 王小燕, 吳耀光, 劉國平, 梅忠, 鮑未強, 王金坤, 汪國才, 朱俊 申請人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司